Biofilms bacterianos

Autora: Ximena Ramírez López

Los biofilms se pueden describir como comunidades de microorganismos que se caracterizan por crecer en las superficies de los materiales o tejidos formando pequeñas matrices. Sin embargo, estos representan un problema ya que pueden infectar y causarle enfermedades a quienes entren en contacto con ellos (Lasa, Pozo, Penadés and Leiva, 2005).

Composición del biofilm

Las bacterias forman en la superficie una comunidad compuesta de proteínas, carbohidratos y DNA. Asimismo, se tienen otros componentes como minerales, partículas corrosivas y en algunos casos, componentes de la sangre. Las modificaciones que se tengan depende del ambiente en donde crezcan estas comunidades (Vestby, Grønseth, Simm and Nesse, 2020).

Las bacterias buscan asociarse ya que esto les brinda protección. Para que este incremento sea posible, tienen algunas características (Vestby, Grønseth, Simm and Nesse, 2020):

Son viscoelásticos, es decir, pueden parecer líquidos, pero también sólidos lo que los hace más resistentes y es muy dificil removerlos.
Se adaptan al ambiente en el que se encuentran y crecer con los nutrientes que en ese momento tienen disponibles.
Inactivan los sitios donde los antibióticos las reconocen por lo que no tienen efecto alguno en estas asociaciones.

Construcción del biofilm

Para formar la matriz, las bacterias se van uniendo de manera individual hasta crear una pequeña comunidad. A este proceso se le conoce como autoensamblaje y puede suceder de dos maneras (Stewart, Ganesan, Younger and Solomon, 2015):

Autoensamblaje molecular: es un proceso espontáneo en el que ácidos nucleicos, proteínas y lípidos se juntan y forman estructuras organizadas. Se mantienen unidas por medio de muchos enlaces los cuales hacen que esta construcción sea muy fuerte (Ya’ari, Halperin-Sternfeld, Rosin and Adler-Abramovich, 2020).
Autoensamblaje coloidal: esta se basa en las propiedades físicas y químicas de las bacterias. La estabilidad se la da la simetría y la orientación que la estructura adquiere (Li, Fan and Yin, 2021).

Crecimiento y consecuencias de los biofilms

Los biofilms tienen la capacidad de crecer en una gran variedad de superficies debido a su gran adaptabilidad. Un ejemplo muy común de estos son en los dientes. La formación de estas estructuras se les conoce como placa dental y entre algunas de sus consecuencias, está la formación de caries (Yiru et al., 2017). Asimismo, pueden crecer en la superficie de los equipos médicos, lo cual, representa un problema grave ya que estos al entrar en contacto directo con los pacientes, tienen la capacidad de infectarlos y causar más complicaciones (Pingle et al., 2015).

Los biofilms son pequeñas comunidades de bacterias que se adhieren fuertemente a las superficies. Sin embargo, esto representa un problema ya que tienen la capacidad de infectar a las personas aún despues de esterilizar los equipos médicos. Por esta razón, en los últimos años se ha estudiado el proceso de formación y el principal objetivo es encontrar un mecanismo efectivo para romper estas asociaciones, disminuir el riesgo y los efectos secundarios indeseados que estas representan.

Referencias

Cabrini Carmello, J., Raquel de Annunzio, S. and Raquel Fontana, C., 2020. Composition, Structure, and Formation of Biofilms Constituted by Periodontopathogenic Microorganisms. Bacterial Biofilms, [online] Available at: <https://www.intechopen.com/chapters/69968> [Accessed 14 September 2022].
Lasa, I., Pozo, J., Penadés, J. and Leiva, J., 2005. Biofilms bacterianos e infección. Anales del Sistema Sanitario de Navarra, [online] 28(2), pp.163-175. Available at: <https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.1c00482> [Accessed 14 September 2022].
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Pingle, H., Wang, P., Thissen, H., McArthur, S. and Kingshott, P., 2015. Colloidal crystal based plasma polymer patterning to control Pseudomonas aeruginosa attachment to surfaces. Biointerphases, [online] 10(4), pp.04A309. Available at: <https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26634448/> [Accessed 14 September 2022].
Stewart, E., Ganesan, M., Younger, J. and Solomon, M., 2015. Artificial biofilms establish the role of matrix interactions in staphylococcal biofilm assembly and disassembly. Scientific Reports, [online] 5(1). Available at: <https://www.nature.com/articles/srep13081> [Accessed 14 September 2022].
Vestby, L., Grønseth, T., Simm, R. and Nesse, L., 2020. Bacterial Biofilm and its Role in the Pathogenesis of Disease. Antibiotics, [online] 9(2), p.59. Available at: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7167820/pdf/antibiotics-09-00059.pdf> [Accessed 14 September 2022].
Ya’ari, S., Halperin-Sternfeld, M., Rosin, B. and Adler-Abramovich, L., 2020. Surface Modification by Nano-Structures Reduces Viable Bacterial Biofilm in Aerobic and Anaerobic Environments. International Journal of Molecular Sciences, [online] 21(19), p.7370. Available at: <https://www.mdpi.com/1422-0067/21/19/7370> [Accessed 14 September 2022].
Yu, O., Zhao, I., Mei, M., Lo, E. and Chu, C., 2017. Dental Biofilm and Laboratory Microbial Culture Models for Cariology Research. Dentistry Journal, [online] 5(2), p.21. Available at: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5806974/#:~:text=In%20the%20oral%20cavity%2C%20the,often%2C%20adhering%20to%20a%20surface.> [Accessed 14 September 2022].